A CPU-FPGA Heterogeneous Parallel and Distributed Computing Framework

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11879
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60040:Computer system-related
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: Osana Yasunori 琉球大学, 工学部, 助教 (00532657)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 天野 英晴 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60175932) ; 中條 拓伯 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80217736)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: FPGA / 科学技術計算 / 並列分散コンピューティング

Outline of Final Research Achievements

We have developed an FPGA-based parallel and distributed computing framework to achieve higher throughput and lower power consumption than conventional microprocessors. The framework enables transparent self-reprogramming of FPGAs and FPGA-to-FPGA communication in vendor-independent form. Thus, the framework provides essential base features to construct production-level FPGA-based high-performance systems. Also, we have developed several FPGA methods from high-level programming languages for easy application implementation on the framework.

Free Research Field

計算機システム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高性能計算システムの性能向上が消費電力の問題で阻まれるようになった現在、低消費電力な高性能計算システムの実現は喫緊の問題である。FPGAによるカスタムコンピューティングはその解決法の有力な候補のひとつであるが、広く実用化されるには依然としてさまざまなハードルが存在する。本研究の成果は、FPGAによる計算システムを実現するための基盤技術を提供するものであり、高性能システムから小規模な組み込みシステムまで、さまざまな計算システムの構成に用いることができる。